超電導マグネットは、超電導の世界的な主要な応用分野でです。MRIは医療用画像診断に革命をもたらし、NMR分光法は現代医薬の発見を可能にしました。物理科学の研究においても、強磁場超電導マグネットは、新しい量子物質の探索に欠かせないツールとなっています。また、新しい超伝導物質の探索にも不可欠であり、さらにグリーン・エコノミーの原動力となる候補物質を生み出します。

1950年代後半に誕生した超電導マグネットは、従来型の低温超電導体（LTS）を用いていました。しかし、次世代の高温超電導体（HTS）は、よりコンパクトで強力なマグネットの製造を可能にし、超電導マグネット技術に革命をもたらすと期待されています。

ここオックスフォード・インストゥルメンツ・ナノサイエンスでは、創業以来、超電導磁石技術のパイオニアとして、HTS磁石の研究に積極的に取り組んでいます。

このたび、サウサンプトン大学との共同研究の一環として、ICASEが支援する4年間の新しい博士号プロジェクトを発表します。このプロジェクトでは、HTSコイルと従来のLTSを組み合わせた「ハイブリッド」超電導マグネットの特性を探求し理解することに焦点を当てます。

国際的な博士号取得費用を全額負担することで、学術と産業界の研究開発の接点で働くことに情熱を持つすべての応募者を奨励したいと考えています。プロジェクトは主にサウサンプトン大学を拠点とし、オックスフォード・インストゥルメンツの無冷媒10TワイドボアLTSマグネットを使用しますが、受賞者はオックスフォード・インストゥルメンツのチームと共に世界最先端の超高磁場システムおよび製品の開発に取り組む時間も持つことができます。私たちの共通の目標は、現在利用可能なものよりも高い磁場において、費用対効果の高いコンパクトなマグネットシステムを生み出すことです。

一つはケンブリッジ大学との共同研究「Bulk Superconductors for Benchtop NMR」、もう一つはオックスフォード大学との共同研究「Jointing High-Temperature Superconductors For Practical Ultra-high-field Magnets」であり、このプロジェクトから生まれる素晴らしい機会について、以前スポンサーを務めた博士課程の学生たちと最近話をすることができました。

ケンブリッジ大学のDian Weerakonda Arachchilageさんとオックスフォード大学のPetr Zaguraさんから、これまでの体験談をいただきました。

「高温バルク超伝導体を用いたベンチトップNMR分光器の開発を目的とした博士課程プロジェクトに出会ったとき、世界をリードする研究グループで影響力のある研究を行う絶好の機会だと思いました」。

私の1年目には、実験装置の整備を終え、興味深い予備的な結果を収集しました。

私の産業スポンサーであるオックスフォード・インストゥルメンツ・ナノサイエンスは、研究に専門知識を提供する重要な役割を担っています。彼らの意見と関与は不可欠です。私は新しいことを学び、新しい問題を解決し、できればバルク超伝導体が卓上NMRマグネットの製造に使用できることを証明することを楽しみにしています。

写真は、液体窒素を使って銅のパルス充電コイルを冷却し、バルク超電導体をパルス磁化する準備をしているところです。

「高磁場マグネットは、粒子加速器、核融合炉、NMR/MRIなど、多くのハイテク機器に不可欠な部品です。特に、NMRやMRIの心臓部である磁石に不可欠な、できるだけ抵抗の少ない接合部（"Persistent "ジョイント）を作ることに興味があります。

私は昨年まで、トラップフィールド減衰による接合抵抗と臨界電流を同時に測定するための測定を成功させる事を目的に研究を進めてきました。この装置は現在稼働中で、定期的に正しい結果を出しています。

私は、はんだ付けされた LTS ジョイントと、閉じたコイル上に作成された溶融処理された HTS ジョイントの両方をテストし、持続的な挙動を示すことに成功しました。今後は、鉛フリーの LTS ジョイント、改良型 Bi-2212 ジョイント、異種超電導材料間のジョイントなど、いくつかの異なる分野の持続的接合に焦点を当てていく予定です。

iCASE学生制度による資金提供は、私がこのプロジェクトを継続する上で絶対に欠かせないものでした。私は2021年10月に自己資金による学生としてスタートし2学期を経過した後に、この素晴らしい機会に選ばれました。本当に救われました。このEPSRCとオックスフォード・インストゥルメンツの共同助成がなければ、とても長くは続けられなかったでしょう。

超電導体の研究に興味がある人なら誰でも、この素晴らしい機会を検討することをお勧めします！」。

研究開発によって産業界を発展させる事は私たちの使命ですが、ここオックスフォード・インストゥルメンツでは、この分野への貴重な貢献のために、世界中から集まった意欲的で熱心な候補者を高等教育でサポートできることを誇りに思い、興奮しています。

サウサンプトン大学の博士課程プロジェクトへの応募はまだ間に合いますので、この分野で足跡を残す機会をお見逃しなく！ - https://jobs.soton.ac.uk/Vacancy.aspx?ref=1875422DA